Таким образом, информатика – это наука об общих принципах обработки информации при помощи компьютерных средств. 4 страница

Привод CD располагается в системном блоке компьютера и подключается к материнской плате через интерфейс IDE.

2) DVD (Digital Video Disk или Digital Versatile Disk). В DVD используются те же физические принципы записи и чтения данных, что и в CD, но по сравнению с CD, формат DVD значительно усовершенствован. Можно выделить следующие преимущества DVD по сравнению с CD.

более высокая плотность записи данных за счет меньшего расстояния между питами;
возможность использования 2-х информационных слоев (1-й – полупрозрачный);
возможность двухсторонней записи;
встроенная возможность защиты данных от несанкционированного использования и копирования.

Выпускаются следующие типы DVD дисков.

DVD-5 — односторонний однослойный диск емкостью 4,7 Гб;
DVD-9 — односторонний двухслойный диск емкостью 8,5 Гб;
DVD-10 — двухсторонний однослойный диск емкостью 9,4 Гб;
DVD-14 — двухсторонний диск: на одной стороне — один слой, на другой — два; емкость — 13,2 Гб;
DVD-18 — двухсторонний двухслойный диск емкостью 17 Гб.

Наиболее распространенные типы DVD-5 и DVD-10. Остальные значительно дороже, поэтому встречаются сравнительно редко.

По внешнему виду CD-диски и DVD-диски почти не отличаются. Любое устройство чтения DVD читает также и CD-диски.

Запись на DVD также происходит аналогично записи на CD. Однако необходимо отметить одну особенность. Есть устройства, способные записывать только однослойные DVD диски (обозначаются DVD-R, DVD-RW), а есть устройства, способные записывать и двухслойные диски (обозначаются DVD+R, DVD+RW). Если устройство может перезаписывать диски RW, то оно способно и записывать диски R (но не наоборот). Кроме стандартов DVD-R, DWD-RW, DVD+R, DVD+RV существует еще один несовместимый с ними стандарт DVD-RAM (DVD-Random Access Memory). Диски DVD-RAM несовместимы с другими DVD-устройствами, но зато такие диски можно перезаписать намного больше раз, чем DVD-RW и DVD+RW — не менее 100000 раз. Информация на DVD-RAM может храниться до 30 лет.

Подключаются DVD-приводы так же как и CD-приводы, причем любой DVD-привод может читать и CD-диски.

Дальнейшее развитие оптических носителей данных ожидается в виде появления форматов HD-DVD, Blue-Ray и EVD. В HD-DVD плотность записи составляет 15 ГБ на один слой. В Blue-Ray емкость оптического диска увеличивается до 30 ГБ на слой за счет использования коротковолнового (синего) лазера. Стандарт EVD разработан в Китае и рассчитан только для видео.

Электронные устройства в качестве сменных носителей данных появились сравнительно недавно, но за очень короткое время 3-4 года заняли значительную часть рынка. Это объясняется явными потребительскими преимуществами таких устройств – малыми размерами, отсутствием движущихся частей, высоким быстродействием и т.д. Подавляющее число этих устройств строится на использовании элементов флэш-памяти.

Флэш-память — особый вид энергонезависимой (не требующей энергии для хранения данных) перезаписываемой полупроводниковой памяти.

Ячейка флэш-памяти, не относится к двум, рассмотренным ранее типам ячеек RAM, она представляет третий тип, и состоит из одного полевого транзистора или из двух полевых транзисторов с особой электрически изолированной областью – плавающим затвором (floating gate), способным хранить заряд до нескольких лет. Наличие или отсутствие заряда кодирует один бит информации. Существуют ячейки флэш-памяти, хранящие более одного бита данных. Флэш-память не может использоваться в RAM по двум причинам: флэш-память работает существенно медленнее SRAM и DRAM и имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10.000 до 1.000.000 для разных типов).

Благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию, флэш-память идеально подходит для использования в качестве накопителя в любых малогабаритных электронных устройствах

Существуют несколько типов накопителей на основе флэш-памяти.

1) USB флэш накопители – миниатюрные устройства емкостью от 64 МБ до нескольких ГБ, подключающиеся к компьютеру через интерфейс USB. Размеры такого устройства не превышают размеры небольшого брелка. USB флэш-накопитель очень удобен для хранения и транспортировки небольших и средних объемов данных, он, например, позволяет, постоянно иметь при себе всю наиболее ценную информацию.

2) Флэш-карты – миниатюрные носители данных, размеры которых по длине и ширине не превышают 2-3 см, а толщина – 1-2 мм. Существуют различный типы флэш-карт, например, CF(Compact Fllash), CD(Secure Digital) и др. Объем памяти у флэш-карт находится в пределах от 16 МБ до нескольких ГБ, скорость обмена данными от 1 МБ/с до 20 МБ/с . Флэш-карты используются в таких портативных устройствах, как: цифровые фото- и видео камеры, сотовые телефоны, портативные компьютеры, MP3-плееры, цифровые диктофоны, и т.п. Для использования флэш-карт с настольным ПК, к нему подключается специальное устройство – Card Reader. Обычно занести данные в компьютер с флэш-карты, установленной в цифровом фотоаппарате, MP3- плеере и в других подобных устройствах, можно и непосредственно – через USB — порт.

Магнитооптические устройства (МО) появились в результате объединения двух технологий — лазерной и магнитной. В МО для размагничивания доменов ферромагнитного покрытия используется лазер, а для намагничивания и считывания – магнитная головка. Преимуществом магнитооптических дисков является сравнительно большой объем (1 – 3 ГБ) при диаметре 3,5” (как у обычной дискеты). Устройства магнитооптической записи являются весьма дорогими, что сдерживает их широкое распространение. В настоящее время такие устройства вытесняются оптическими и электронными носителями.

Глава 2.6. Видеоподсистема. Основные характеристики видеокарт и мониторов

Видеоподсистема состоит из монитора (дисплея) – основного устройства вывода графической информацию и его адаптера – видеокарты. Ввиду того, что видеоподсистема является важнейшей частью современного ПК мы ее рассмотрим отдельно от других устройств ввода/вывода информации.

Мониторы различаются по принципу действия, по размеру, по техническим характеристикам и по стандарту безопасности.

На экране монитора любого типа изображение формируется в виде набора цветных точек, называемых пикселями. В зависимости от принципа действия монитора пиксели формируются по-разному.

По принципу действия мониторы подразделяются на мониторы с электронно-лучевой трубкой, жидкокристаллические мониторы и плазменные мониторы.

В мониторах с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), называемых также CRT(Cathode Ray Tube) изображение формируется с помощью зерен люминофора – вещества, которое светится под воздействием электронного луча. Различают три типа люминофоров в соответствии с цветами их свечения: красный, зеленый и синий. Цвет каждой точки экрана определяется одновременным свечением трех разноцветных точек (красной, зеленой и синей), объединенных в триады. Каждая триада образует одно цветное зерно, представляющее один пиксель. Яркость соответствующего цвета меняется в зависимости от мощности электронного пучка, попавшего в соответствующую точку.

Управление пучком электронов осуществляется отклоняющей и фокусирующей системой, которые состоят из набора катушек и пластин, воздействующих на электронный пучок с помощью магнитного и электрического полей. В соответствии с сигналами развертки, подаваемыми на электронную пушку, электронный луч побегает по каждой строчке экрана, последовательно высвечивая соответствующие точки люминофора. Дойдя до последней точки, луч возвращается к началу экрана.

ЭЛТ – это наиболее старый тип мониторов, его историю можно отсчитывать с создания первых электронно-лучевых трубок для телевизоров в 40-х годах 20 века. В течение нескольких десятков лет ЭЛТ-мониторы были единственным типом устройств вывода видеоинформации. За это время технология создания таких мониторов была отработана и доведена до совершенства, поэтому выпускающиеся сейчас ЭЛТ-мониторы отличаются хорошим качеством и невысокой ценой. Однако у таких мониторов есть существенный принципиальный недостаток: из-за необходимости использования ускоренного электронного луча неизбежно рентгеновское излучение, опасное для здоровья человека. Кроме того, конструкция электронно-лучевой трубки не позволяет сделать толщину монитора существенно меньше его поперечных размеров, в связи с чем ЭЛТ-монитор является весьма громоздким и массивным устройством.

Жидкокристаллические мониторы (ЖК-панели), называемые также LCD- панелями (Liquid Crystal Display) – наиболее распространенный в настоящее время и наиболее быстро развивающийся тип мониторов. Принцип отображения на жидкокристаллических мониторах основан на поляризации света. Источником излучения здесь служат лампы подсветки, равномерно освещающие слой жидких кристаллов (жидкокристаллическую матрицу). Свет от источника света однородным потоком проходит через слой жидких кристаллов. В зависимости от того, в каком состоянии находится кристалл, проходящий луч света поляризуется в том или другом направлении. Далее свет проходит через специальное покрытие, которое пропускает свет только определенной поляризации. Там же происходит цветовая селекция, обеспечивающая цветное изображение. Состояние каждого жидкого кристалла устанавливается подачей на него соответствующего электрического импульса, эти импульсы вырабатываются управляющей схемой монитора в соответствии с сигналами, поступающими от видеокарты.

Жидкокристаллические мониторы имеют малую толщину (всего несколько сантиметров), поэтому они являются весьма компактными устройствами по сравнению с ЭЛТ-мониторами. Только после появления ЖК-панелей стало возможно появление переносных и карманных компьютеров. Вторым преимуществом ЖК-мониторов является абсолютно плоский экран без краевых искажений изображения ( ЭЛТ-мониторы со сравнительно плоским экраном удалось создать только в результате очень сложных конструкторских ухищрений). Наконец, ЖК-панели практически не производят вредного для человека излучения. Перечисленные преимущества обуславливают постепенное вытеснение ЭЛТ-мониторов ЖК-панелями. Однако у ЖК-мониторов есть некоторые недостатки, которые еще предстоит преодолеть. Во-первых, ЖК-панели несколько дороже ЭЛТ-мониторов такого же размера, хотя цена на ЖК-панели неуклонно снижается со временем. Во-вторых, у ЖК-монитора ограничен угол обзора, если смотреть на него под углом, изображение сильно искажается. Наконец, из-за инерционности процесса переполяризации жидких кристаллов в ЖК-мониторах трудно получить высокую частоту смены изображения – а это один из наиболее важных технических параметров, определяющий комфортность работы с монитором. Впрочем, нет сомнений, что перечисленные недостатки будут со временем преодолены, т.к. технические параметры ЖК-мониторов очень быстро улучшаются, а цена – падает.

Плазменные панели используются в качестве больших выносных экранов

Принцип работы плазменной панели заключается в следующем. Пространство между двумя плоскими поверхностями, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга, заполнено газом. Первая поверхность — прозрачный экран, на второй поверхности размещена матрица из очень тонких коротких проводников, расположенных перпендикулярно поверхности. При подаче потенциала на любой из этих проводников вблизи его острия возникает разряд, видный через экран как светящаяся точка. Каждая такая точка является пикселем изображения. Соответственно, изображение состоит из сотен тысяч таких элементов. Плазменная панель, также как и ЖК-панель – это плоское устройство небольшой толщины. Кроме того, плазменные панели лишены таких недостатков ЖК-панелей как малый угол обзора и инерционность. Однако есть один существенный недостаток – трудно обеспечить малый размер разрядной ячейки и, соответственно, малый размер пикселя. В этой связи плазменные панели выпускаются обычно в виде широкоформатных телевизоров (добавление схемы телевизора лишь незначительно удорожает панель, зато существенно увеличивает потребительскую привлекательность товара). Размеры выпускающихся плазменных панелей – от 40” до 200” по диагонали. С ПК плазменная панель обычно используется в качестве дополнительного экрана для показа изображения большой аудитории.

Основными техническими характеристиками мониторов являются размер экрана, размер зерна, максимальное разрешение и частота обновления экрана.

Размер экрана — это длина диагонали экрана, выраженная в дюймах (1” = 2,54см). Наиболее распространенными размерами для экрана монитора являются 15, 17, 19, 20, 21. При работе с монитором прослеживается очень простая закономерность: чем больше монитор, тем комфортнее за ним работа. На экране большего размера можно увидеть более крупный фрагмент документа или одновременно открыть большее число окон. С другой стороны, чем больше монитор, тем больше места он занимает на столе (особенно, если это ЭЛТ-монитор). Для нормальной работы за компьютером минимальный размер экрана — 15 дюймов для ЖК или 17 дюймов для ЭЛТ. Для работы с графикой или версткой желательно выбирать монитор от 19 дюймов и выше.

Размер зерна – это размер цветной точки, т.е. минимальный размер пикселя. Чем меньше размер зерна, более четкое и контрастное изображение можно получить на мониторе. Нормальный размер зерна современных мониторов составляет 0,22 – 0,24 мм, у качественных профессиональных мониторов с обычным размером экрана размер зерна составляет 0,12 – 0,14 мм. В широкоформатных мониторах (с размером экрана более 30”) размер зерна увеличивается. Это оправдывается тем, что такие мониторы предназначены для обзора с большого расстояния.

Максимальное разрешение — это общее число цветных точек, т.е. максимально возможное число пикселей, выражаемое как произведение количества пикселей по ширине и высоте экрана. Например, разрешение 1024 x 768 означает, что изображение формируется из 1024?768 = 786432 пикселей, составляющих 768 горизонтальных рядов по 1024 пикселя в каждом ряду. Максимальное разрешение монитора определяется размером экрана и размером зерна: если ширину экрана разделить на размер зерна, то получится максимальное разрешение по ширине, если высоту экрана разделить на размер зерна, то получится максимальное разрешение по высоте. Следует отметить, что максимальное разрешение, обеспечиваемое видеоподсистемой, определяется не только характеристиками монитора, но и параметрами видеокарты. Для реализации очень высокого разрешения необходим не только высококачественный монитор, но и соответствующая видеокарта. Впрочем, ситуация, когда видеокарта не обеспечивает доступное монитору разрешение, встречаются редко.

Частота обновления экрана выражается в герцах (Гц, Hz) и обозначает количество перерисовок экрана в секунду. Это один из наиболее важных параметров монитора, определяющих степень его вредного воздействия на глаза. В настоящее время гигиенически допустимый минимум частоты обновления экрана считается равным 80 Гц, у профессиональных мониторов этот параметр составляет 120 — 150 Гц. Особенно важна высокая частота обновления экрана при работе с ЭЛТ монитором, т.к. изображение на таком мониторе прорисовывается последовательно – пиксель за пикселем. В ЖК – мониторах все пиксели изменяют свое состояние одновременно, поэтому для них допустимо чуть более низкое значение этого параметра. Для различных типов мониторов значение частоты обновления определяется разными факторами. В ЭЛТ мониторах можно повысить частоту обновления, понизив разрешение, т.к. в таких мониторах при изменении режима произведение этих параметров остается примерно постоянным. В ЖК мониторах частота обновления определяется инерционностью жидких кристаллов, поэтому для таких мониторов часто используют обратную величину – время отклика, выражаемое в миллисекундах.

Стандарт безопасности определяет допустимый уровень тех параметров, которые непосредственно влияют на здоровье человека. Это уровни излучений разных типов, уровень электробезопасности, яркость, контрастность, мерцание, наличие бликов и т.д. Стандарты безопасности периодически пересматриваются в сторону добавления и ужесточения, поэтому при покупке монитора необходимо убедиться, что он соответствует наиболее свежему стандарту. В настоящее время, как для монитора, так и для компьютера в целом, общепринятыми (и наиболее жесткими!) считаются принятые в Швеции стандарты MPR, MPR-II, TCO’92, TCO’95, TCO’99, TCO’03. В стандартах TCO цифрами обозначается год принятия. Стандарты MPR, MPR-II, TCO’92, TCO’95 следует считать устаревшими. Для ЭЛТ мониторов в настоящее время достаточным можно считать стандарт TCO’99, для ЖК мониторов следует ориентироваться на стандарт TCO’03. Кстати последние стандарты устанавливают минимально допустимые нормы на все параметры монитора, включая разрешение при заданном размере экрана и допустимый угол обзора. Для стандартов TCO предполагается обновление раз в 4 года.

Видеокарта (видеоадаптер) – это устройство, выполняющее роль посредника между материнской платой и монитором. Видеокарта подключается к материнской плате через интерфейс AGP (Accelerated Graphics Port) или PCIE (PCI Express). PCIE – наиболее мощный интерфейс, обеспечивающий очень высокую скорость передачи данных. Наиболее производительные видеоподсистемы используют именно этот интерфейс.

Современная видеокарта включает в себя, видеоконтроллер, обеспечивающий управление монитором и взаимодействие с RAM, видеопроцессор, выполняющий графические операции без участия CPU, собственную встроенную видеопамять и встроенный видео BIOS.

Основное назначение видеокарты – извлекать из RAM данные и преобразовывать их во входные сигналы монитора, для отображения на экране. Однако такая схема привела бы к весьма медленной работы видеоподсистемы, т.е. к большим запаздываниям вывода изображения на экран. Для ускорения работы видеоподсистемы используются встроенный графический процессор и встроенная видеопамять.

Графический процессор, называемый также графическим ускорителем (или графическим акселератором) состоит из 2-х частей: 2D-ускорителя (ускорителя двумерной графики) и 3D-ускорителя (ускорителя трехмерной графики).

Суть работы этих ускорителей рассмотрим на примере 2D-ускорителя. Пусть, на экране монитора необходимо изобразить окружность с центром в данной точке и данного радиуса. Если бы в видеокарте не было 2D ускорителя, то для решения поставленной задачи необходимо было бы рассчитать (при помощи CPU) координаты всех точек, составляющих окружность, сформировать из этих координат массив данных в RAM и дать команду видеоконтроллеру, который должен взять эти данные из RAM и преобразовать их в управляющие сигналы монитора. При наличии видеопроцессора этого не потребуется – достаточно передать ему код команды изображения окружности, значения координат центра, радиуса и цвета – все остальное видеопроцессор сделает сам.

Аналогичная, только более сложная ситуация с 3D – графикой: 3D-ускоритель не только сам обрабатывает команды изображения сфер, параллелепипедов, пирамид и других 3-х мерных фигур, но и производит гораздо более сложные действия — удаление невидимых поверхностей, градиентное закрашивание, расчет освещения, фильтрацию, сглаживание, установку частичной прозрачности и т.д.

При обработке видеоизображений видеопроцессор использует встроенную видеопамять, но ее объема часто бывает недостаточно, поэтому видеопроцессору выделяется и часть оперативной памяти для хранения базовых массивов, так называемых текстур. Для обработки видеоизображений, работы с программами 3-х мерной графики и для современных компьютерных игр 3D-ускоритель совершенно необходим, для работы с офисными и вычислительными программами, его наличие не обязательно. Объем встроенной видеопамяти является одной из важнейших характеристик видеокарты. В современных видеокартах ее объем составляет от 128МБ до 1ГБ.

Для того чтобы эффективно пользоваться всеми функциями графического процессора (особенно, функциями 3D-ускорителя), необходимо чтобы прикладные программы могли к этим функциям обращаться. Такие возможности обеспечиваются соответствующими программными интерфейсами. В настоящее время действуют 2 типа таких интерфейсов – DirectX, разработанный фирмой Microsoft, и OpenGL, разработанный фирмой Silicon Graphics. Для реализации этих интерфейсов в операционной системе должны быть установлены соответствующие библиотеки. Эти библиотеки постоянно дополняются и совершенствуются, появляются более новые их версии. Для нормальной работы программ с графикой необходимо, чтобы версия графической библиотеки, установленной в операционной системе, была не ниже версии библиотеки, использованной в программе. Например, если программа разработана с использованием DirectX 9.0, а в операционной системе установлена DirectX 8.1, то такая программа может не запуститься или работать неправильно.

Видео BIOS – это набор низкоуровневых программ, обеспечивающих работу видеопроцессора и видеоконтроллера. Программы видео BIOS записаны в специальном ПЗУ на видеокарте, являющимся обязательным компонентом всех современных видеокарт.

Глава 2.7. Устройства ввода-вывода

Ввод и вывод данных – неотъемлемая функция любого устройства, входящего в состав компьютерной системы. Однако человек не может непосредственно воспринимать эти данные, для этого их необходимо превратить в доступную человеческому восприятию информацию — перевести в форму текста, картинок или звука. Аналогично, для того, чтобы сообщить компьютеру что-либо необходимо преобразовать информацию в набор данных, понятных компьютеру.

Устройства, которые преобразуют компьютерные данные в доступную для непосредственного восприятия человеком информацию, будем называть устройствами вывода информации.

Устройства, которые преобразуют доступную непосредственному восприятию информацию в компьютерные данные, будем называть устройствами ввода информации.

Совокупность всех устройств того и другого вида будем называть устройствами ввода/вывода.

Большинство устройств ввода/вывода являются периферийными, т.е. они являются отдельными устройствами, подключающимися к системному блоку.

Устройства ввода/вывода можно разделить на 3 вида, в соответствии с видом вводимой/выводимой информации.

1. Управляющие устройства.

2. Устройства ввода/вывода графической информации.

3. Устройства ввода/вывода акустической информации.

Управляющие устройства – это, как правило, устройства ввода к ним относятся хорошо известные клавиатура и мышь, а также трекбол, джойстик, миди — клавиатура и т.д. Эти устройства передают команды от человека компьютеру (каждое нажатие клавиши на клавиатуре при наборе текста можно также рассматривать как команду «написать такую-то букву!»).

Клавиатура (keyboard) – это стандартное устройство, предназначенное для ручного ввода информации. Работой клавиатуры управляет контроллер клавиатуры, расположенный на материнской плате и подключаемый к ней через разъем на задней панели компьютера. При нажатии пользователем клавиши на клавиатуре, контроллер клавиатуры преобразует код нажатой клавиши в соответствующую последовательность битов и передает их компьютеру. Обычная современная клавиатура имеет, как правило, 101 — 104 клавиши, среди которых выделяют алфавитно-цифровые клавиши, необходимые для ввода текста, клавиши управления курсором и ряд специальных и управляющих клавиш. Существуют беспроводные модели клавиатуры, в них связь клавиатуры с компьютером осуществляется посредством инфракрасных лучей.

Наиболее важными характеристиками клавиатуры являются чувствительность ее клавиш к нажатию, мягкость хода клавиш и расстояние между клавишами. На долговечность клавиатуры определяется количеством нажатий, которые она рассчитана выдержать. Клавиатура проектируется таким образом, чтобы каждая клавиша выдерживала 30-50 миллионов нажатий.

Мышь используется для управления компьютером через графический экранный интерфейс (GUI), перемещение мыши по столу синхронизируется с перемещением по экрану специального экранного указателя — курсора мыши. Большинство современных мышей имеют 2 клавиши (левую и правую), между которыми расположено колесико – скрол, позволяющее осуществлять прокрутку документов вверх-вниз и другие дополнительные функции. Скрол также может использоваться как клавиша. Мыши делятся на механические и оптические.

Механическая мышь состоит из пластикового корпуса, сверху находятся кнопки, соединенные с микропереключателями. Внутри корпуса находится обрезиненный металлический шарик, нижняя часть которого соприкасается с поверхностью стола или коврика. При движении манипулятора шарик вращается и переедает движение на соединенные с ним датчики продольного и поперечного перемещения, которые в свою очередь передают данные контроллеру. Эти данные затем передаются операционной системе, которая перерисовывает курсор мыши в новом положении.

Оптическая мышь устроена аналогично, только вместо шарика в ней расположен лазер, направляющий световой луч на поверхность стола, оптический приемник, регистрирующий отраженный сигнал и анализатор, обрабатывающий принятый сигнал. По степени совпадения текущего сигнала с предыдущим анализатор делает вывод о величине и направлении смещения мыши.

В настоящее время механические мыши вытесняются оптическими.

Трекбол по функциям близок мыши, но шарик в нем больших размеров, и перемещение указателя осуществляется вращением этого шарика руками. Трекбол удобен тем, что его не требуется перемещать по поверхности стола, которого может не быть в наличии. Поэтому, по сравнению с мышью, он занимает на столе меньше места. Большинство переносных компьютеров оснащаются встроенным трекболом.

Джойстик представляет собой основание с подвижной рукояткой, которая может наклоняться в продольном и поперечном направлениях. Рукоятка и основание снабжаются кнопками. Внутри джойстика расположены датчики, преобразующие угол и направление наклона рукоятки в соответствующие сигналы, передаваемые операционной системе. В соответствии с этими сигналами осуществляется перемещение и управление графических объектов на экране.

Устройства ввода графической информации – это сканер, цифровая камера, дигитайзер.

Сканер – устройство ввода графических изображений в компьютер. В сканер закладывается лист бумаги с изображением. Устройство считывает его и пересылает компьютеру в цифровом виде. Во время сканирования вдоль листа с изображением плавно перемещается мощная лампа и линейка с множеством расположенных на ней в ряд светочувствительных элементов. Обычно в качестве светочувствительных элементов используют фотодиоды. Каждый светочувствительный элемент вырабатывает сигнал, пропорциональный яркости отраженного света от участка бумаги, расположенного напротив него. Яркость отраженного луча меняется из-за того, что светлые места сканируемого изображения отражают гораздо лучше, чем темные, покрытые краской. В цветных сканерах расположено три группы светочувствительных элементов, обрабатывающих соответственно красные, зеленые и синие цвета. Таким образом, каждая точка изображения кодируется как сочетание сигналов, вырабатываемых светочувствительными элементами красной, зеленой и синей групп. Закодированный таким образом сигнал передается на контроллер сканера в системный блок.

Различают сканеры ручные, протягивающие и планшетные. В ручных сканерах пользователь сам ведет сканер по поверхности изображения или текста. Протягивающие сканеры предназначены для сканирования изображений на листах только определенного формата. Протягивающее устройство таких сканеров последовательно перемещает все участки сканируемого листа над неподвижной светочувствительной матрицей. Наибольшее распространение получили планшетные сканеры, которые позволяют сканировать листы бумаги, книги и другие объекты, содержащие изображения. Такие сканеры состоят из пластикового корпуса, закрываемого крышкой. Верхняя поверхность корпуса выполняется из оптически прозрачного материала, на который кладется сканируемое изображение. После этого изображение закрывается крышкой и производится сканирование. В процессе сканирования под стеклом перемещается лампа со светочувствительной матрицей.

Главные характеристики сканеров – это скорость считывания, которая выражается количеством сканируемых станиц в минуту (pages per minute – ppm), и разрешающая способность, выражаемая числом точек получаемого изображения на дюйм оригинала (dots per inch – dpi).

Цифровые фото- и видеокамеры, это устройства по принципу действия аналогичные сканеру. Отличие состоит в том, что изображение фокусируется системой линз на специальную матрицу из элементов ПЗС (Приборы с Зарядовой Связью). Каждый элемент ПЗС регистрирует 1 пиксель, поэтому количество элементов ПЗС выражается в мегапикселях (миллионах пикселей). Наличие матрицы ПЗС позволяет сразу получить моментальный кадр, а наличие фокусирующей системы – получить снимок удаленного объекта. Видеокамера делает такие снимки непрерывно с частотой от 15 до 30 кадров в секунду, что позволяет, прокручивая их с такой же скоростью получать движущее изображение. В большинстве своем фото- и видеокамеры – это автономные устройства с собственной памятью, которые, обмениваются данными с компьютером через интерфейсы USB или FireWire.

Дигитайзер – это устройство для ввода графических данных, таких как чертежи, схемы, планы и т. п. Он состоит из планшета, соединенного с ним визира или специального карандаша. Перемещая карандаш по планшету, пользователь рисует изображение, которое выводится на экран.

Таким образом, информатика – это наука об общих принципах обработки информации при помощи компьютерных средств. 4 страница

Статьи к прочтению:

Видеоурок «Информатика как наука об информации»

Похожие статьи: